一种石油设备运行安全监控方法与流程

本发明属于智能安全监控，涉及到一种石油设备运行安全监控方法。

背景技术：

1、石油设备在石油行业的各个环节都发挥着重要作用，为石油行业的持续发展和安全运营提供了有力保障，尤其是在石油运输领域，包括石油运输管道和泵站的石油运输设备的安全运行不仅关系到石油运输设备本身的运行安全，还影响石油运输效率。对石油设备进行安全监控能有效预防火灾、爆炸等事故的发生，提高事故应急能力以及提前预警能力。

2、传统的针对石油设备运行安全监控是通过工作人员定期到现场对石油设备进行巡检，检查设备的运行状态、参数信息，并结合监控摄像头对石油设备的运行情况进行实时监视，这种监控方式存在以下不足：1、传统的石油设备运行安全监控方式主要通过人工巡检的方式对石油设备进行安全监控，这种方式依赖于工作人员的工作经验和专注程度，受人为因素影响较大，操作人员的操作水平、经验程度以及疲劳程度都会直接影响安全监控效果，降低了检测结果的客观性和科学性，浪费大量的人力物力，甚至导致存在的危险情况无法被及时发现，给石油设备的安全运行带来安全隐患。

3、2、传统的石油设备运行安全监控是对已出现的事故或可观察的表观缺陷进行监控和预警，这种安全监控方式没有针对隐藏的缺陷进行风险预警分析，具有很大的局限性，增加了石油运输设备的安全风险，甚至导致安全事故发生。

4、3、传统的石油设备运行安全监控主要针对于石油传输管道、石油存储设备进行安全风险分析，这种分析方式没有考虑到泵站的运行情况对于石油运输设备整体安全的影响，分析不够科学和全面，进而可能引发输油设备故障或性能下降，导致石油输送中断，进而影响整个石油输送的连续性和效率。

技术实现思路

1、鉴于此，为解决上述背景技术中所提出的问题，现提出一种石油设备运行安全监控方法。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：本发明提出一种石油设备运行安全监控方法，包括以下步骤：s1、在移动检测设备上设置超声波探头。

3、s2、将输油管道进行管道段划分，进而依据超声波检测范围对各管道段进行检测点布设，记录各检测点的位置，并根据输油管道内部输油方向对管道段及各管道段内的检测点进行编号。

4、s3、利用移动检测设备沿着输油管道输油方向移动，当移动检测设备移动到各管道段对应各检测点时依次利用超声波探头对输油管道进行超声检测，得到各管道内输油管道的超声回波。

5、s4、基于各管道段内输油管道的超声回波获取各管道段对应的输油管道缺陷信息，具体包括各管道段内的管壁厚度分布差系数、管壁垢层厚度和管外壁锈蚀面积。

6、s5、基于各管道段对应的输油管道缺陷信息分析各管道段的输油管道运行安全系数，进而判断各管道段的输油管道是否符合安全输送要求，若不符合，识别缺陷管道段的输油管道缺陷指向。

7、s6、从数据管理库中提取各管道段对应的泵站位置信息和泵站运行数据信息，其中泵站运行数据信息为泵站设置增压压强值。

8、s7、在各管道段的泵站与输油管道连接处设置流速传感器，利用其读取各泵站两端石油管道对应的输油速度，分析各管道段对应的泵站实际增压压强值，进而分析各管道段对应的泵站增压误差系数并判断泵站增压是否符合输送要求。

9、s8、基于各管道段的输油管道运行安全系数和泵站增压误差系数分析风险管道段，并记录风险管道段的位置。

10、在一种可选的方式中，所述将输油管道进行管道段划分步骤如下：统计输油管道存在的泵站数量，由此将相邻两个泵站之间进行管道段划分，各管道段由泵站和输油管道组成。

11、所述对各管道段进行检测点布设步骤如下：依据超声波探头型号获取超声波探头的检测覆盖范围，将其作为各管道段内输油管道的划分间隔长度，进而依据划分间隔长度对各管道段对应的输油管道进行检测点布设，得到各管道段对应的若干检测点。

12、在一种可选的方式中，所述利用超声波探头对输油管道进行超声检测具体如下：利用移动检测设备沿着输油管道方向移动，当移动到各管道段对应的检测点时，指定预先设定的检测高度对输油管道进行定距检测，得到各管道段对应各检测点的管壁超声回波。

13、当移动检测设备移动到各管道段时，将超声波探头放置在管道的外表面上，确保探头与输油管道表面紧密接触，在输油管道外表面进行逐点扫描，得到各管道段对应的外表面超声回波。

14、在一种可选的方式中，所述获取各管道段对应的输油管道缺陷信息具体如下：从各管道段对应各检测点的管壁超声回波中提取各检测点对应的超声波在管壁中的往返时间，代入公式得到各管道段内各检测点的管壁厚度，其中表示正常情况下超声波在输油管道材料中的传输速度，表示输油管道划分管道段的编号，，表示输油管道各管道段内检测点的编号，。

15、将同一管道段内各检测点对应的管壁厚度进行对比，从中提取最大管壁厚度与最小管壁厚度。

16、将各管道段对应的最大管壁厚度与最小管壁厚度代入公式得到各管道段对应的管壁厚度分布差系数。

17、将各管道段内各检测点对应的管壁厚度代入公式得到各管道段内各检测点对应的管壁垢层厚度，其中表示输油管道初始投入使用时的管壁厚度。

18、进而将各管道段内各检测点对应的输油管道内壁垢层厚度代入公式得到各管道段对应的管壁垢层厚度。

19、将各管道段对应的外表面超声回波与数据存储库中存储的正常超声回波进行对比，识别存在异常的位置。

20、将各管道段对应的外表面超声回波聚焦在异常位置，同时从超声回波的异常位置提取波形特征，将其与数据存储库中存储的锈蚀缺陷对应的超声波形特征进行对比，得到各异常位置中锈蚀缺陷对应的波形特征相似度，进而从中选取大于或等于预先设置的达标波形特征相似度对应的异常位置作为外壁锈蚀缺陷位置。

21、选定各外壁锈蚀缺陷位置，并绘制出锈蚀区域的轮廓，进而确定各管道段对应的管外壁锈蚀面积。

22、在一种可选的方式中，所述分析各管道段的输油管道运行安全系数具体如下：将各管道段内的管壁厚度分布差系数、管壁垢层厚度和管外壁锈蚀面积代入分析公式得到各管道段的输油管道运行安全系数，其中分别表示管壁厚度分布差系数、管壁垢层厚度和管外壁锈蚀面积对应的权重系数，分别表示第个管道段对应的输油管道截面直径和外壁表面积。

23、在一种可选的方式中，所述判断各管道段的输油管道是否符合安全输送要求具体如下：将各管道段内的管壁厚度分布差系数、管壁垢层厚度、管外壁锈蚀面积和输油管道运行安全系数代入模型得到各管道段的输油管道是否符合安全输送要求的判断结果，其中表示输油管道不符合安全输送要求，表示输油管道符合安全输送要求，其中表示预先设置的管壁厚度分布差系数阈值，表示预先设置的安全输油管道内壁垢层厚度，表示预先设置的允许输油管道外壁锈蚀面积，表示预先设置的达标运行安全系数，表示或，表示非。

24、在一种可选的方式中，所述识别缺陷管道段的输油管道缺陷指向步骤如下：从各管道段的输油管道是否符合安全输送要求的判断结果中提取不符合安全输送要求的管道段记为缺陷管道段。

25、将各缺陷管道段对应的输油管道内壁垢层厚度与输油管道截面直径的比值记为管道段结垢系数。

26、将各缺陷管道段对应的输油管道外壁锈蚀面积与输油管道外壁表面积的比值记为管道段锈蚀系数。

27、进而将各缺陷管道段的管壁厚度分布差系数、管道段结垢系数和管道段锈蚀系数进行对比，从中识别出各缺陷管道段的输油管道缺陷指向。

28、在一种可选的方式中，所述分析各管道段对应的泵站实际增压压强值具体如下：读取各管道段对应泵站监控系统显示的泵站两端输油数据，具体包括泵站增压前输油速度和泵站增压后输油速度。

29、将各管道段对应泵站增压前输油速度和泵站增压后输油速度代入公式得到各管道段对应的泵站实际增压压强值，其中表示圆周率，表示输油管道中的油体密度。

30、在一种可选的方式中，所述分析各管道段对应的泵站增压误差系数并判断泵站增压是否符合输送要求步骤如下：将各管道段对应泵站实际增压压强值代入公式得到各管道段对应的泵站增压误差系数，其中表示第管道段对应的泵站设置增压压强值。

31、将各管道段对应的泵站增压误差系数代入分析模型得到各管道段中泵站增压是否符合输送要求的判断结果，其中表示泵站增压不符合输送要求，表示泵站增压符合输送要求，其中表示预先设置的允许泵站增压误差系数。

32、在一种可选的方式中，所述分析风险管道段具体如下：将各管道段对应的输油管道运行安全系数和各管道段对应的泵站增压误差系数代入分析公式得到各管道段对应的安全系数。

33、将各管道按照安全系数升序排列，从排列结果中提取排在首位的管道段作为风险管道段，并记录风险管道段的编号和位置。

34、相较于现有技术，本发明的有益效果如下：（1）本发明通过利用移动检测设备和超声波探头结合对运输管道进行安全监控，通过智能化自动化的监控方式能够快速、准确地获取检测数据，提高了检测的准确性和监控效率，避免了人为因素对于分析结果的影响，更加客观、科学，也节省了人力物力，同时通过超声波探头对输油管道进行无损检测的方式降低了对设备的损害风险。

35、（2）本发明通过分析管道段输油管道的壁厚分布差、内壁垢层厚度和外表面锈蚀面积进而确定存在缺陷的管道段及其缺陷指向，为后续的处理提供针对性的方向，通过对可能引发安全事故的隐藏缺陷进行风险预警分析，可以及时发现并识别潜在的安全风险，从而采取相应的预防措施，有助于降低事故发生的概率；风险预警分析有助于深入了解设备的运行状态和性能，提高石油运输设备的可靠性和稳定性，确保石油运输的顺利进行。

36、（3）本发明在石油设备运行安全监控中不仅对输油管道本身进行安全监控还增加了泵站的安全运行监控，通过综合分析管道段内输油管道和泵站的运行情况综合分析输油设备的运行安全状态，更加科学和全面，降低了石油输送设备的故障率，提升了石油输送的连续性和效率。